基于依賴搜索樹的移動通信傳輸設備告警系統設計與實現

◆羅慶佳

基于依賴搜索樹的移動通信傳輸設備告警系統設計與實現

◆羅慶佳

（江門職業技術學院信息工程學院 廣東 529090）

基于依賴搜索樹的通信傳輸設備告警系統開發設計充分考慮到了實際運用與技術發展趨勢，在保障系統先進性、開放性、安全可靠性以及可擴展性的同時最大化的保障通信傳輸設備的安全與維護，通過創新性地結合移動互聯網技術，提出依賴搜索樹的通信傳輸設備告警方法可以完善提高移動通信傳輸網絡的告警能力，提高告警系統的檢測效率，基于依賴搜索樹的移動網絡告警方法具有更高檢測率和更低誤檢率。

告警系統；依賴搜索樹；系統設計；移動通信

本文研究的集中告警系統，也就是網絡管理系統，它是能夠實現高級網絡管理的系統，通過構建在通信專業各子系統的網管基礎上，實現其基本管理功能。處理的數據相對比較分散，這是一般的移動網絡通信傳輸設備的共性。如果對各個站點的設備進行檢查，工作量非常大，而且占用檢查工人大量時間和精力。為便于對所有設備進行集中、有效的監控，現有通信設備設置集中報警系統，對其他子系統的設備進行集中采集、顯示和管理，為控制中心通信團隊控制全局故障處理提供指導信息[1-2]。集中報警系統可24小時采集顯示各通信子系統的狀態信息。當各通信系統的維護管理終端向系統發送重要的故障報警信息時，系統終端可在屏幕上顯示報警信息，并發出聲音報警信息。此外，接收到的故障信息還將記錄在集中報警系統服務器的數據庫中，以便有效掌握事件的全過程，對故障進行深入分析和責任認定。

集中報警系統利用計算機網絡通信技術和計算機數據處理能力，對其他通信系統的報警進行監控和管理。各通信系統的運行狀態和報警信息通過接口程序反映在報警設備上。控制中心值班維修人員可通過網絡平臺就近登錄，點擊查看故障內容及原因，以指導現場維修人員快速、準確地處理設備故障。

報警管理是一種網絡管理功能，涉及設備故障的檢測、故障設備的診斷、恢復和故障排除。其目的是保證網絡能夠連續可靠地工作。報警管理的主要任務是報警監測和故障定位[5-6]。

移動網絡是一種無須基礎設施支持和高動態拓撲的自組織無線網絡。由于其靈活性和快速聯網，廣泛應用于軍事通信，民用通信和各種臨時通信。不幸的是，移動網絡大大開放了許多安全漏洞的存在，相比傳統網絡更容易受到各種攻擊，特別是從告警系統之內的網絡難以防御，少數非合作通信傳輸行為也將嚴重影響網絡性能，威脅網絡安全。

本文提出基于依賴搜索樹的通信傳輸設備告警方法與系統。提高基于依賴搜索樹的通信傳輸設備告警系統能力，保護移動網絡安全。

1 系統分析

在移動通信傳輸設備告警系統自動優化檢測過程中，基于相關搜索樹模型，建立正常通信傳輸網絡行為模型，采集正常網絡狀態觀測數據，訓練模型參數，計算了模型的或然概率，為移動通信傳輸設備告警系統的自動優化檢測奠定了基礎。

與傳統的報警系統相比，建立了正常的通信傳輸網絡行為模型，提取了與已知報警系統類型相關的通信傳輸屬性。引入依賴搜索樹對已知類型和未知類型通信傳輸的樣本進行分類和學習，完成通訊告警。該方法具有一定的實用性和創新性，并依據該方法開發出基于依賴搜索樹的通信傳輸設備告警系統。

本系統共四個模塊：建立通信傳輸模塊、提取通信傳輸屬性模塊、通信傳輸數據分類模塊、通訊告警模塊。

2 移動通信傳輸設備通訊告警原理

在對移動通信傳輸設備通訊設備告警的過程中，首先采集各通信傳輸設備在靜止狀態下的正常觀測值序列，利用觀測值建立了靜止狀態下的移動網絡狀態模型。該模型給出了一個能夠代表移動網絡通信傳輸正常狀態的閾值，并根據給定的閾值完成移動通信傳輸設備的通信報警。

3 基于依賴搜索樹的告警方法。

在建立基于依賴搜索樹的正常通信傳輸網絡行為模型的基礎上，得到了正態觀測數據訓練模型，計算出模型的概率。在此基礎上，定義了移動通信傳輸設備每個通信傳輸的屬性，知道告警系統類型的通信傳輸屬性是相關的，引入多類分類算法來研究已知類型通信傳輸的樣本，確定通信傳輸數據關聯規則，將未知類型通信傳輸的樣本分類為完成通信傳輸的自動檢測。

4 方法仿真測試

本文研究了基于依賴搜索樹的移動通信傳輸設備告警方法，為驗證本文設計告警方法的優劣，進行仿真實驗。通過分析仿真實驗的結果，得出本次實驗的相關結論。對比實驗的測試組為本文研究的基于依賴搜索樹的移動通信傳輸設備告警方法，參考組為應用Docker容錯的數據告警方法。

4.1 仿真測試過程

模擬實驗數據按數據量25MB、50MB、100MB和150MB分為兩組。將分組后的數據復制成兩個相同數據，分別輸入兩個仿真實驗平臺。實驗對不同測試組的錯誤率和測試方法進行監控。仿真實驗結束后，監控軟件輸出測試組和參考組報警方法的檢測率和誤報率的監測數據。分析監測數據，判斷實驗組的性能和參考組的數據報警方法。

4.2 仿真測試結果

測試組告警方法的仿真實驗測試結果如下表1所示。

表1 測試組告警方法的仿真實驗測試結果

分析表1可知，隨著實驗次數和實驗數據量的不斷增加，方法的準確度一直增加，之后準確度波動保持穩定。

下表2所示為采用Docker容錯數據分類報警方法，即參考組報警方法的仿真測試結果。

表2 參考組告警方法的仿真實驗測試結果

由上表可得出，隨著實驗次數和實驗數據的增加，參考組報警方法的檢測率普遍較低，并且誤檢率較高。綜合比較表1和表2，實驗組數據報警法的檢出率遠高于對照組數據報警法；并且隨著實驗的進行，測試組數據告警方法的誤檢率要遠低于參考組數據告警方法的誤檢率。結果表明，試驗組數據報警方法的性能優于參考組數據報警方法。綜上所述，本文研究的分類報警方法的誤碼率低于傳統的通信報警方法，基于依賴搜索樹的移動通信傳輸設備告警方法具有一定的優越性。

5 結論與展望

本文通過創新性地結合移動互聯網技術，提出依賴搜索樹的通信傳輸設備告警方法可以完善提高移動通信傳輸網絡的告警能力，提高告警系統的檢測效率，基于依賴搜索樹的移動網絡告警方法具有更高檢測率和更低誤檢率。

[1]趙樂.城市軌道交通通信傳輸制式對比分析探討[J].數字通信世界，2018（03）.

[2]李金龍.城市軌道交通綜合運行管理平臺的發展趨勢[J].城市軌道交通研究，2018（S2）.

[3]金曉鳳.大數據時代城市軌道交通的創新與發展[J]. 科技風，2019（10）.

[4]李偉華，陳玉玲.城市軌道交通運行管理[J].傳播力研究，2019（04）.

[5]劉聰，李世川，呂雪峰.基于Activiti+MongoDB的后勤自由流程信息系統[J].計算機系統應用，2020，29（01）：80-85.

[6]王保義，郭雅薇，史占成，張少敏.基于依賴搜索樹的電力通信網絡告警關聯方法的研究[J].繼電器，2008（06）：59-64.

江門市基礎與理論科學研究類科技計劃項目（2019JC02023）